JPS60120267A - 非接触型表面電位検出装置 - Google Patents
非接触型表面電位検出装置Info
- Publication number
- JPS60120267A JPS60120267A JP58229010A JP22901083A JPS60120267A JP S60120267 A JPS60120267 A JP S60120267A JP 58229010 A JP58229010 A JP 58229010A JP 22901083 A JP22901083 A JP 22901083A JP S60120267 A JPS60120267 A JP S60120267A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子写真複写装置における感光体などの表面
電位を非接触で測定するための非接触型表面電位検出装
置に関するものである。
電位を非接触で測定するための非接触型表面電位検出装
置に関するものである。
従来、表面電位を非接触で測定するには、被検出表面か
らの電気力線を機械的手段にてチョッピングし、このチ
ョッピングされた電気力線の変化を出力として取り出す
方法がよく用いられている。
らの電気力線を機械的手段にてチョッピングし、このチ
ョッピングされた電気力線の変化を出力として取り出す
方法がよく用いられている。
具体的には、例えば特開昭５５−１４４５５６号に示さ
れている様に、ケースに被検出表面からの電子力線が通
る窓を設けるとともに窓と対向して電気力線を受ける検
出電極を設け、この窓と検出電極との間にチョッパー電
極を設け、このチョッパー電極を圧電音叉にて振動させ
ることにより、検出電極に入射する電気力線を断続的に
しゆ断し検出電極から交流信号として出力を取出すよう
にしたものである。
れている様に、ケースに被検出表面からの電子力線が通
る窓を設けるとともに窓と対向して電気力線を受ける検
出電極を設け、この窓と検出電極との間にチョッパー電
極を設け、このチョッパー電極を圧電音叉にて振動させ
ることにより、検出電極に入射する電気力線を断続的に
しゆ断し検出電極から交流信号として出力を取出すよう
にしたものである。
上述した従来の表面電位検出装置は、電気力線をチョッ
ピングする様にしているため、検出出力はチョッパーの
振幅に主に依存している。しかしチョッパーは圧電音叉
で駆動されているために振幅が小さく、従って後続の処
□理回路の増幅度を大きくせざるを得す、ＳＮ比が悪化
するという欠点があった。また、チョッパーの取付は位
置によって検出電極の開口度が変わるために、ヂョッパ
ー取付けには精度が要求され、製造上大きな手簡が掛る
という問題もあった。
ピングする様にしているため、検出出力はチョッパーの
振幅に主に依存している。しかしチョッパーは圧電音叉
で駆動されているために振幅が小さく、従って後続の処
□理回路の増幅度を大きくせざるを得す、ＳＮ比が悪化
するという欠点があった。また、チョッパーの取付は位
置によって検出電極の開口度が変わるために、ヂョッパ
ー取付けには精度が要求され、製造上大きな手簡が掛る
という問題もあった。
上述した問題点は電気力線をチョッピングし、そのチョ
ッピングされた電気力線より検出電圧を得るために生ず
るものである。したがって本発明では、電気力線をチョ
ッピングして表面電位を検出するのではなく、検出電極
に入射する電気力線に対しＣ平行に検出電極を機械的に
振動さけ、これにより被検出表面と検出電極間の容量を
可変とし、これにより検出電極に誘起される電荷の変化
分を取り出して検出電圧を得るものである。
ッピングされた電気力線より検出電圧を得るために生ず
るものである。したがって本発明では、電気力線をチョ
ッピングして表面電位を検出するのではなく、検出電極
に入射する電気力線に対しＣ平行に検出電極を機械的に
振動さけ、これにより被検出表面と検出電極間の容量を
可変とし、これにより検出電極に誘起される電荷の変化
分を取り出して検出電圧を得るものである。
具体的には、被検出表面に対向して検出′ｉｒｉ極を設
け、この検出電極に機械的な振動を加えることによって
、被検出表面と検出電極間に形成される電界に対してほ
ぼ平行な方向に振ｖＪさせることにより、被検出表面と
検出電極間に可変容量コンデンサを形成し、この容量変
化に基づいて得られる電気信号により被検出表面の電位
を検出するようにしたものである。
け、この検出電極に機械的な振動を加えることによって
、被検出表面と検出電極間に形成される電界に対してほ
ぼ平行な方向に振ｖＪさせることにより、被検出表面と
検出電極間に可変容量コンデンサを形成し、この容量変
化に基づいて得られる電気信号により被検出表面の電位
を検出するようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図面とともに詳述する。
第１図（ａ）は本発明の詳細な説明する為の図で、１は
電子写真複写装置の感光体等の被検出表面であり、この
被検出表面１と対向して検出電極２が設けられている。
電子写真複写装置の感光体等の被検出表面であり、この
被検出表面１と対向して検出電極２が設けられている。
検出電極２は、圧電素子５．６の取付けられた圧電音叉
本体４の一方の脚先端に、絶縁板３を介して取付けられ
ている。被検出表面１と検出電極２の間に構成される空
気コンデンサは、検出電極２が圧電音叉本体４により振
動させられることにより、可変コンデンサとなっている
。この検出電極２から、圧電音叉本体４の振動を防げな
い様に引出し線７が導出され、抵抗８と電界効果型トラ
ンジスタ（以下ＦＥＴと呼ぶ）９のゲートに接続されて
いる。
本体４の一方の脚先端に、絶縁板３を介して取付けられ
ている。被検出表面１と検出電極２の間に構成される空
気コンデンサは、検出電極２が圧電音叉本体４により振
動させられることにより、可変コンデンサとなっている
。この検出電極２から、圧電音叉本体４の振動を防げな
い様に引出し線７が導出され、抵抗８と電界効果型トラ
ンジスタ（以下ＦＥＴと呼ぶ）９のゲートに接続されて
いる。
次に動作原理について説明する。
被検出表面１に高電圧が印加されると被検出表面１に対
向した検出電極２には、被検出表面１と検出電極２によ
り形成されるコンデンサの容量に応じた電荷が誘起され
る。ここで検出電極２は圧電音叉本体４により機械的振
動を与えられているため、被検出表面１と検出電極２の
間の距離が変化し、これに伴って被検出表面１と検出電
極２の間に構成される空気コンデンサの容量が変化する
。
向した検出電極２には、被検出表面１と検出電極２によ
り形成されるコンデンサの容量に応じた電荷が誘起され
る。ここで検出電極２は圧電音叉本体４により機械的振
動を与えられているため、被検出表面１と検出電極２の
間の距離が変化し、これに伴って被検出表面１と検出電
極２の間に構成される空気コンデンサの容量が変化する
。
従って検出電極２に誘起される電荷も変化づる。
この電荷の変化分は抵抗８を流れゲート抵抗８の抵抗値
と被検出表面１に印加される高電圧と検出Ｎ極２に加え
られる機械的振動に応じた電圧が発生する。このように
して餞生じた検出電圧はＦＥＴ９によりインピーダンス
変換されコンデンサ１゜を通して出力され、次段の処理
回路（図中略）にて処理される。
と被検出表面１に印加される高電圧と検出Ｎ極２に加え
られる機械的振動に応じた電圧が発生する。このように
して餞生じた検出電圧はＦＥＴ９によりインピーダンス
変換されコンデンサ１゜を通して出力され、次段の処理
回路（図中略）にて処理される。
次に具体的実施例を説明する。第２図（ａ＞はこの発明
の非接触型表面電位検出装置の一実施例の外観を、第２
図（ｂ ）は第２図（ａ）のｍ断面を示す。第２図（ａ
）において、１２は開口部１３を有する金属又は導電性
プラスチックのケースであり、裏面に電源・アース・出
力等との接続端子１４を持つ。本実施例では端子とした
が、コネクタ、コード等を裏面又は側面に形成すること
も可能である。第２図（ｂ）において１５は検出電極、
１６は絶縁板、１７は圧電音叉本体、１８ａ 、１８ｂ
は圧電素子、１９は基板、２０は前出の処理回路を形成
する回路部品、２１は封止用樹脂材である。２２は直径
０．０８１１１ｍのポリウレタン被覆銅線であり第１図
の引出しｔｉ１７に相当する。検出電極１５はケース１
２の開口部１３を通じて被検出表面と対向し銅線２２を
経て回路部品２０中のＦ Ｅ−ｒ及びゲート抵抗と結ば
れる。
の非接触型表面電位検出装置の一実施例の外観を、第２
図（ｂ ）は第２図（ａ）のｍ断面を示す。第２図（ａ
）において、１２は開口部１３を有する金属又は導電性
プラスチックのケースであり、裏面に電源・アース・出
力等との接続端子１４を持つ。本実施例では端子とした
が、コネクタ、コード等を裏面又は側面に形成すること
も可能である。第２図（ｂ）において１５は検出電極、
１６は絶縁板、１７は圧電音叉本体、１８ａ 、１８ｂ
は圧電素子、１９は基板、２０は前出の処理回路を形成
する回路部品、２１は封止用樹脂材である。２２は直径
０．０８１１１ｍのポリウレタン被覆銅線であり第１図
の引出しｔｉ１７に相当する。検出電極１５はケース１
２の開口部１３を通じて被検出表面と対向し銅線２２を
経て回路部品２０中のＦ Ｅ−ｒ及びゲート抵抗と結ば
れる。
回路部品２０は第１図中のインピーダンス変換回路及び
第３図に示す増幅回路と整流回路及び圧電音叉発振回路
からなり、基板１９上に複合集積回路として形成されて
いる。基板１９としてアルミナ基板又はガラスエポキシ
、ベーク等のプリント基板を使用することが出来る。
第３図に示す増幅回路と整流回路及び圧電音叉発振回路
からなり、基板１９上に複合集積回路として形成されて
いる。基板１９としてアルミナ基板又はガラスエポキシ
、ベーク等のプリント基板を使用することが出来る。
次に回路の構成を説明する。第３図（ａ）は増幅回路と
整流回路であり、第３図（ｂ）はＪＴ−電音叉の発振回
路Ｃある。第３図（ａ）において、第１図のＦＥＴ ９
によるインピーダンス回路の出力信号が１１点に与えに
れる。同信号は、オペレーショナルアンプＵ１にて増幅
された復コンデンサＣ１のＡＣ結合を経てＡペレーショ
ナルアンプＵ２、ダイオードＤ１、Ｄ２、抵抗Ｒ４〜Ｒ
８より成る全波整流部を経てオペレーショナルアンプＵ
３、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ１０’ Ｒ１１により平滑
され０４点より出力される。第３図（ｂ）において、発
振回路はオペレーションアンプＬＩ４．抵抗Ｒ，ユ〜Ｒ
，ｂ、コンデンサＣ３より構成され、圧電素子＋８ａ
、 １８１１に接続されている。第４図（ａ＞は１１点
、第４図（ｂ ）は１２点、第４図（Ｃ）はＰ３点第４
図（ｄ）は０４点における信号の波形をそれぞれ示して
いる。
整流回路であり、第３図（ｂ）はＪＴ−電音叉の発振回
路Ｃある。第３図（ａ）において、第１図のＦＥＴ ９
によるインピーダンス回路の出力信号が１１点に与えに
れる。同信号は、オペレーショナルアンプＵ１にて増幅
された復コンデンサＣ１のＡＣ結合を経てＡペレーショ
ナルアンプＵ２、ダイオードＤ１、Ｄ２、抵抗Ｒ４〜Ｒ
８より成る全波整流部を経てオペレーショナルアンプＵ
３、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ１０’ Ｒ１１により平滑
され０４点より出力される。第３図（ｂ）において、発
振回路はオペレーションアンプＬＩ４．抵抗Ｒ，ユ〜Ｒ
，ｂ、コンデンサＣ３より構成され、圧電素子＋８ａ
、 １８１１に接続されている。第４図（ａ＞は１１点
、第４図（ｂ ）は１２点、第４図（Ｃ）はＰ３点第４
図（ｄ）は０４点における信号の波形をそれぞれ示して
いる。
第５図は本実施例の出力特性を承りグラフであ斤
り縦軸は出力電圧、横軸は被検出表面電位を示１゜測定
には被検出表面に２ｃｍ ｘ３ｃｍ Ｘ ０．３ｔの黄
銅板を使用し、３ｘ ５ｍｍの間口部を持つケースを使
用した。又ケース間口部面と上記黄銅板との距離３、Ｏ
ｍｍに設定した。１５図に示１様に横軸は被検出表面の
絶対電圧を示し、本実施例では出力のリニアリティは被
検出表面電圧３０Ｖ以上（Ｎ界強度にして１００Ｖ１０
１１１以上）の場合±０．５％以内の誤差であった。
には被検出表面に２ｃｍ ｘ３ｃｍ Ｘ ０．３ｔの黄
銅板を使用し、３ｘ ５ｍｍの間口部を持つケースを使
用した。又ケース間口部面と上記黄銅板との距離３、Ｏ
ｍｍに設定した。１５図に示１様に横軸は被検出表面の
絶対電圧を示し、本実施例では出力のリニアリティは被
検出表面電圧３０Ｖ以上（Ｎ界強度にして１００Ｖ１０
１１１以上）の場合±０．５％以内の誤差であった。
第６図は従来のチョッピングタイプの表面電位検出装置
とこの発明の被接触型表面電位検出装置におけるＦＥＴ
によりインピーダンス変換をした直後の検出電極の出力
を比較したグラフであり、（１）は従来のチョッピング
タイプの表面電位検出装置、（２）はこの発明非接触型
表面電位検出装置を示し、縦軸に出力、横軸に被検出表
面電圧をとっている。第６図より明らかな様に、従来の
チョッピング方式に比べて約５倍の出力が得られている
。またこの実施例のように、検出電極に機械的な振動を
加える手段として圧電振動子を用いるとＳＮ比を向上さ
せることができる。
とこの発明の被接触型表面電位検出装置におけるＦＥＴ
によりインピーダンス変換をした直後の検出電極の出力
を比較したグラフであり、（１）は従来のチョッピング
タイプの表面電位検出装置、（２）はこの発明非接触型
表面電位検出装置を示し、縦軸に出力、横軸に被検出表
面電圧をとっている。第６図より明らかな様に、従来の
チョッピング方式に比べて約５倍の出力が得られている
。またこの実施例のように、検出電極に機械的な振動を
加える手段として圧電振動子を用いるとＳＮ比を向上さ
せることができる。
またこの実施例では圧電音叉で圧電振動子を構成したが
、その他ユニモルフ、バイモルフなどで圧電振動子を構
成してもよい。これらの場合圧電素子の分極方向を選ぶ
ことにより、さらにＳＮ比を向上させることも可能であ
る。
、その他ユニモルフ、バイモルフなどで圧電振動子を構
成してもよい。これらの場合圧電素子の分極方向を選ぶ
ことにより、さらにＳＮ比を向上させることも可能であ
る。
なお、検出￥ＦＸＶ＃に機械的な振動を加える手段とし
て電城目に動子を用いてもよい。
て電城目に動子を用いてもよい。
以上詳細に説明した様に、本発明によれば、従パーを取
ｆ；Ｉける必要が焦いために、装置の組立てが簡単どな
るという効果を有づる。
ｆ；Ｉける必要が焦いために、装置の組立てが簡単どな
るという効果を有づる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による検出駅間の検出原理を説、明する
ｌ〔めの図、第２図（ａ）は本発明の一実施例を承り斜
視図、第２図（ｂ）はその縦断面図、第３図（ａ＞は信
号処理回路を示す図、第３図（ｂ ’）は圧電＆叉発振
回路を示１図、第４図（ａ）〜（ｄ）は第３図（ａ ＞
中のＰ１〜Ｐ４各点での信号の波形を示１図、第５図は
本発明の一実施例の出力特性を示す図、第６図は本発明
の一実施例と従来のチョッピングタイプの実施例の検出
電極部での検出電圧を示す図である。 １・・・被検出表面、２．１５・・・検出電極、４．１
７・・・圧電音叉本体。 １図 第２図 （ｂ） 第４図 第５図 ａ梗１［０４１（７） 第６図 植敷ｊＬ＆］魁（ｖ）
ｌ〔めの図、第２図（ａ）は本発明の一実施例を承り斜
視図、第２図（ｂ）はその縦断面図、第３図（ａ＞は信
号処理回路を示す図、第３図（ｂ ’）は圧電＆叉発振
回路を示１図、第４図（ａ）〜（ｄ）は第３図（ａ ＞
中のＰ１〜Ｐ４各点での信号の波形を示１図、第５図は
本発明の一実施例の出力特性を示す図、第６図は本発明
の一実施例と従来のチョッピングタイプの実施例の検出
電極部での検出電圧を示す図である。 １・・・被検出表面、２．１５・・・検出電極、４．１
７・・・圧電音叉本体。 １図 第２図 （ｂ） 第４図 第５図 ａ梗１［０４１（７） 第６図 植敷ｊＬ＆］魁（ｖ）
Claims (3)
- （１）被検出表面に対向して検出電極を設け、この検出
電極に機械的な振動を加えることにより、前記被検出表
面と前記検出電極間に可変コンデンサを形成し、この可
変］ンデンリ−の容量変化により発生する電気信号によ
って、前記被検出表面の電位を検出することを特徴とす
る非接触型表面電位検出装置。 - （２）前記検出電極に機械的な撮動を加える手段は、圧
電振動子であることを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の非接触型表面電位検出装置。 - （３）前記検出電極に機械的な振動を加える手段は、電
磁振動子であることを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の非接触型表面電位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58229010A JPS60120267A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 非接触型表面電位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58229010A JPS60120267A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 非接触型表面電位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60120267A true JPS60120267A (ja) | 1985-06-27 |
Family
ID=16885340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58229010A Pending JPS60120267A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 非接触型表面電位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60120267A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6265566U (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-23 | ||
| US5065102A (en) * | 1988-05-10 | 1991-11-12 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Apparatus for detecting distribution of electric surface potential |
| JPH0527684U (ja) * | 1991-09-24 | 1993-04-09 | 株式会社村田製作所 | 表面電位検出装置 |
| JPH05149986A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-15 | Murata Mfg Co Ltd | 表面電位検出装置 |
| US5260796A (en) * | 1988-05-10 | 1993-11-09 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Apparatus detecting distribution of surface potential on a medium holding charge latent image |
| US5268763A (en) * | 1988-05-10 | 1993-12-07 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Apparatus for recording a charge latent image on a medium and for producing color signals from the charge latent image |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547382A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-20 | Ricoh Co Ltd | Surface potential measuring apparatus |
| JPS6029673A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 表面電位センサ |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP58229010A patent/JPS60120267A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS547382A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-20 | Ricoh Co Ltd | Surface potential measuring apparatus |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6265566U (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-23 | ||
| JPH0430545Y2 (ja) * | 1985-10-14 | 1992-07-23 | ||
| US5065102A (en) * | 1988-05-10 | 1991-11-12 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Apparatus for detecting distribution of electric surface potential |
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